电动汽车交流充电桩的开发与研究

发布时间：2017-07-31 11:30

  本文关键词：电动汽车交流充电桩的开发与研究

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【摘要】：电动汽车交流充电桩是电动汽车进行电能补给的重要基础设施,通过标准的充电接口,利用传导式充电方式为车载充电机提供交流电源,是电动汽车充电的主要手段。本文以电动汽车电能供给系统构成为基础,结合标准文件《NB/T 33002电动汽车交流充电桩技术条件》和《GBT 20234电动汽车传导用电连接装置》,设计了一种可同时提供两路充电接口的交流充电桩。论文通过功能需求分析确定了充电桩系统的总体结构,以英飞凌微控制器XC2267为核心,设计了充电枪连接检测、功能设备接口等单元电路,完成了主控板的开发,选用显控触摸屏、智能电表、打印机、充电接口等部件构建充电桩系统硬件平台。论文根据双用户充电控制逻辑制定了充电桩的工作流程,从底层驱动、业务处理、人机交互三个层面进行软件开发,实现了触摸屏界面引导、充电模式选择、身份认证、自助交易等功能,以C语言为工具编写了系统的软件代码。论文针对充电桩后台集中管理的问题,采用MODBUS现场总线技术,利用电力线载波的方式对设备进行组网连接,约定了充电桩与远程系统的通信流程。根据设计方案制作了工程样机,对所有功能和性能指标都进行了测试验证。实验结果表明,本课题设计的交流充电桩操作简单、运行可靠、成本低,可同时满足两辆电动汽车的充电需求,对充电基础设施的建设具有一定的借鉴价值。
【关键词】：电动汽车 交流充电桩 充电模式 一桩双充 数据通信
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.8;TM910.6
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-19
• 1.1 课题研究背景及意义15-16
• 1.2 国内外充电设施发展现状16-17
• 1.3 研究内容17-19
• 第二章 交流充电桩硬件设计19-34
• 2.1 系统总体结构19-21
• 2.2 主控板结构21-22
• 2.3 微控制器模块22-24
• 2.4 电源变换电路24
• 2.5 复位及下载电路24-26
• 2.6 连接检测电路26-30
• 2.6.1 充电接口26-27
• 2.6.2 控制导引电路27-29
• 2.6.3 充电接口检测电路29-30
• 2.7 外设接口电路30-32
• 2.7.1 电表通信接口30-31
• 2.7.2 语音电路31
• 2.7.3 触摸屏及打印机接口电路31-32
• 2.8 存储模块32
• 2.9 继电器控制电路32-33
• 2.10 本章小结33-34
• 第三章 交流充电桩软件34-57
• 3.1 系统功能分析34-35
• 3.2 系统工作流程35-37
• 3.3 软件架构设计37-38
• 3.4 主控模块38-42
• 3.4.1 MCU资源配置38-41
• 3.4.2 主函数设计41-42
• 3.5 人机交互42-45
• 3.6 业务处理45-48
• 3.6.1 连接检测45-46
• 3.6.2 计量计费46-47
• 3.6.3 故障检测47-48
• 3.7 驱动设计48-56
• 3.7.1 电表驱动48-49
• 3.7.2 语音驱动49-50
• 3.7.3 打印机驱动50
• 3.7.4 读卡器50-53
• 3.7.5 存储器驱动53-56
• 3.8 本章小结56-57
• 第四章 充电桩通信57-63
• 4.1 电力线载波57-58
• 4.2 MODBUS协议58-60
• 4.3 组网结构60
• 4.4 通信过程60-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第五章 系统调试63-67
• 5.1 硬件电路测试63
• 5.2 软硬件系统测试63-65
• 5.3 网络测试65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-71
• 附录一：充电桩主控板原理图71-72
• 附录二：充电桩主控板PCB72-73
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况73

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本文编号：598949